一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术制造技术

本发明专利技术涉及热导复合材料领域，且公开了一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，包括粒度为60

【技术实现步骤摘要】
一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术


[0001]本专利技术涉及热导复合材料领域，具体为一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术。

技术介绍

[0002]高导热复合材料是当前发展极为迅速的功能材料之一。其作为传热、散热材料广泛应用于半导体、芯片封装、工业控制、家用电器等众多领域中，特别是在芯片封装散热领域有广泛的用途。
[0003]电子封装材料一般需要低的热膨胀系数，高的热导率及低的密度和一定的强度，由于器件向小型化、高集成化、高功率密度发展，大量的积热无法及时散出，使得器件稳定性下降、可靠性下降、寿命缩短甚至不可逆性损坏，而应用于大功率电子器件及其相关应用的高效散热材料的需求不断增加。人造金刚石是一种依靠声子传热的具有极高导热性的固体材料，人造金刚石与铜、铝等高导热金属的复合材料由于具有高热导率、低膨胀系数和低密度等特点，已成为新一代理想的电子封装材料。由于金刚石与液体铜、铝等不浸润，两者直接复合时界面上基本没有结合强度。且金属与金刚石颗粒的相界面、界面处的缺陷及界面生成物会产生界面热阻，严重降低复合材料的热导率、机械性能和热稳定性，且整体改性处理的制备成本较高，工艺相对复杂。鉴于上述难题没有得到很好地解决，目前的金刚石与高导热金属复合材料的热导率、强度、塑韧性、热稳定性等指标均不理想，难以满足芯片封装对高导热材料的需求。
[0004]基于上述问题现提出了一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，以解决
技术介绍
提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，包括粒度为60
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70nm中颗粒人造金刚石粉、粒度为120
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150nm的大颗粒人造金刚石粉、粒度为16
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20nm的Ag粉、HI溶液、纯度大于99.98％的纯Al块、石墨烯粉和用于固化组分的热固性树脂的固化剂与金属氧化物的络合产物。
[0007]优选地，所述Ag粉和石墨烯粉的总负载量独立的为6
‑
10wt％，所述Ag 粉和石墨烯粉的重量比独立的为98～99：1～2；所述HI溶液的浓度独立的为 0.8～1.2mol/L。
[0008]优选地，所述Ag粉和HI溶液的质量体积比独立的为103
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109g：1L。
[0009]优选地，所述金属氧化物包括氧化锌、氧化铜及氧化铈，所述固化剂包括有机羧酸、有机胺、咪唑及其盐。
[0010]包括以下步骤：
[0011]步骤1：将固化剂与金属氧化物进行反应，得到包含固化组分的反应产物；
[0012]步骤2：干燥处理反应产物以得到所述固化组分；
[0013]步骤3：将中颗粒人造金刚石粉、Ag粉和石墨烯粉混合后加入HI溶液反应，烘干后曝光得到表面负载Ag/石墨烯的中颗粒人造金刚石粉；
[0014]步骤4：将大颗粒人造金刚石粉、Ag粉和石墨烯粉混合后加入HI溶液反应，并加入固化组分再进行烘干后曝光得到表面负载Ag/石墨烯的大颗粒人造金刚石粉；
[0015]步骤5：将人造金刚石粉压制成型即得金刚石粉骨架；
[0016]步骤6：将纯Al块放在金刚石粉骨架上加热熔渗、降温、冷却得到半成品；
[0017]步骤7：将得到的半成品进行时效处理即得高导热复合材料。
[0018]优选地，步骤3中所述烘干的温度独立的为83
‑
92℃。
[0019]优选地，按照质量百分含量计算所述固化剂是1％
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4％，所述金属氧化物是 1％
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2％。
[0020]优选地，所述曝光在日光下进行，曝光时间最短不少于5min，且最长不大于15min。
[0021]与现有技术对比，本专利技术具备以下有益效果：
[0022]人造金刚石粉主要通过直接接触及粉表面形成的Ag/石墨烯复合涂层薄膜相连接形成了高导热通道，其中涂层薄膜组成物Ag具有高导热性，分布于其间的石墨烯为高导热通道，大小颗粒金刚石粉可使隙率降低，同时将此方法扩展应用到增强相为金刚石颗粒的各类复合材料的精密加工中，其中固化组分不仅作为热固性树脂的固化剂使用，同时还充当界面改性剂的角色使导热复合材料具有良好的界面相容性，进一步提高导热复合材料的导热性能。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例
[0025]下面结合实施方式进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0026]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0028]在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0029]一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，包括粒度为 60
‑
70nm中颗粒人造金刚石粉、粒度为120
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150nm的大颗粒人造金刚石粉、粒度为16
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20nm的Ag粉、HI溶液、纯度大于99.98％的纯Al块、石墨烯粉和用于固化组分的热固性树脂的固化剂与金属氧化物的络合产物，人造金刚石具有特别优良的导热性，金刚石具有最高的热导率；Al在金属中具有高的热导性，石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，其特征在于，包括粒度为60
‑
70nm中颗粒人造金刚石粉、粒度为120
‑
150nm的大颗粒人造金刚石粉、粒度为16
‑
20nm的Ag粉、HI溶液、纯度大于99.98％的纯Al块、石墨烯粉和用于固化组分的热固性树脂的固化剂与金属氧化物的络合产物。2.根据权利要求1所述的一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，其特征在于，所述Ag粉和石墨烯粉的总负载量独立的为6
‑
10wt％，所述Ag粉和石墨烯粉的重量比独立的为98～99：1～2；所述HI溶液的浓度独立的为0.8～1.2mol/L。3.根据权利要求1所述的一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，其特征在于，所述Ag粉和HI溶液的质量体积比独立的为103
‑
109g：1L。4.根据权利要求1所述的一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，其特征在于，所述金属氧化物包括氧化锌、氧化铜及氧化铈，所述固化剂包括有机羧酸、有机胺、咪唑及其盐。5.根据权利要求1所述的一种用于制冷的高热导纳米复合材料的加工和处理技术，其特征在于，包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘庆燕，马儒军，刘强，刘虎，孙康，
申请(专利权)人：青岛海林港工业有限公司，
类型：发明
国别省市：